动力液压站油温控制系统的改造与应用

动力液压站油温控制系统的改造与应用

侯海龙王斌王联合张星星

（胜利石油工程公司渤海钻井总公司山东东营257000）

摘要：本文通过对油田钻井装备特点和施工需求进行现场调查、分析和研究，设计了动力液压站油温自动控制装置，通过改造动力液压站电控系统，在液压油箱处加装温度传感器及控温开关，实现液压油温高时启动风机降温、油温低时启动加热棒升温，并且该过程完全自动控制，无需人为操作，保证油温始终处于合理范围之内，避免因油温过高或过低造成损坏液压系统阀件、损毁液压动力设备、产生安全事故等，节省了钻井设备修理时间，节约了维修成本，提高钻井设备和生产施工的安全系数。

关键词：液压站；油温；自动控制；节约成本；安全施工

一、项目背景

在钻井施工过程中，液压动力设备是不可或缺的重要设备，如：钻杆动力钳、套管钳、液压猫头、液压缸等，这些动力设备都是由液压站提供液压动力。液压动力设备在使用过程中会使液压油温升高，如果不及时对液压油进行降温，会导致设备密封件损坏、油管线加速老化，严重可能损坏设备、产生安全事故；在冬季施工时，环境温度最低可达-30摄氏度，液压油在低温环境中流动性变差，甚至停止流动，导致液压站柱塞泵负载加重，会导致动力设备无法正常运转，严重时损坏柱塞泵，增加维修费用，耽误生产时效。目前大多数钻井用动力液压站不具有自动冷却、加热液压油的功能，只能人工操作，存在操作不及时、忘记操作等诸多弊端。因此，亟待研制出一种可以自动控制液压站液压油温度的装置，保证液压油温长时间处于合理范围以内，保证动力设备正常使用，延长设备使用寿命，达到节约成本、节省劳动力、避免安全隐患、提高生产时效的目的。

二、主要组成和原理

结构组成：动力液压站油温自动控制装置主要包括数字测控仪、温度传感器、220V电热棒（原有）、冷却风机（原有）、保险、24V开关电源、继电器、接触器（原有）、导线等。

工作原理：温度数字可控仪安装在动力液压站电控柜内，电热棒安装在液压站油箱内，温度传感器安装在液压站油箱处，将传感器的温度信号转变为电信号通过屏蔽导线传输到测控仪显示器上，显示器显示数字油温值，测控仪能设定低温、低温回差、高温、高温回差数值，当液压油温度低于低温设定数值时，测控仪一路输出开关信号给1号继电器，1号热继电器动作，并使控制电热棒的1号接触器动作，电热棒开始加热液压油，当加热油温升高至低温回差时，显示器一路输出开关信号断开，1号继电器断电，1号接触器断电，电热棒停止加热液压油；当液压油温度高于高温设定数值时，测控仪二路输出开关信号给继电器，2号继电器动作，并使控制冷却风机的2号接触器动作，冷却风机开始工作，冷却风箱内的液压油，当冷却油温降低至高温回差时，显示器2路输出开关信号断开，2号继电器断电，2号接触器断电，风机停止冷却液压油。

三、主要技术创新

动力液压站油温自动控制装置是在液压站原有电控系统基础上进行加装改造，不需要更换原有电控配件，只需增加测控仪、温度传感器、开关电源、继电器及导线等，便可实现油温自动控制功能，改造费用较低，省去更换新式液压站电控系统的高昂费用；测控仪安装于动力液压站原有防爆电控箱内，体积小，安装方便，显示数值精准，操作人员可直观的观察到液压油温度变化；整套改造系统全部安装于液压站内，钻机搬迁时无需拆卸，该装置还具有操作使用简单、耐震、寿命长、维修费用低等特点。

四、现场应用

该装置2018年5月份研发成功，安装到50108队动力液压站试用，50108队施工现场地处新疆地区，夏季气温高，冬季气温低，未安装该装置之前，经常由于液压油温过高或过低导致动力设备不能正常使用，且液压站柱塞泵及设备橡胶密封件损坏频次较多，该装置安装使用期间，未出现故障，油温始终保持在合理范围之内，液压站柱塞泵及动力设备也未损坏，经过近一年的现场应用，证明该装置完全达到了设计要求。

测控仪

传感器

五、效益分析

经济效益：该装置安装方便快捷，无需特别的检修维护，安装后无需人为操作，完全自动控制，节约了人工成本；避免因油温异常导致柱塞泵及液压密封件的损坏，节省了设备维修停工时间及费用，提高了钻井时效；避免因液压动力设备损坏导致的设备事故和井下安全事故，提高了钻井设备和生产施工的的安全系数。

社会效益：针对钻机液压设备是钻井施工的重要设备，设计的液压站油温自动控制装置，是保证液压动力设备正常运行、降低设备故障停工率的一种改进成果，进一步提高了钻机液压系统的可靠性，对钻井作业的施工提供了有力的设备保障。

六、推广前景

为进一步拓展挖潜增效空间，尽可能减少设备维修费用，节约各项成本，降低设备故障停工率，提升设备可靠性及钻井生产效率，提出了该项目，并付诸了实施。设计的液压站油温自动控制装置，保证了液压动力设备正常运行、降低设备故障停工率，进一步提高了钻机液压系统的可靠性，对钻井作业的施工提供了有力的设备保障。

胜利油田各大钻井公司，钻机液压站冷却、加热功能多数为人工操作模式，安装该装置可行性非常高，完全可以全面推广，必将带来可观的经济效益和社会效益。